Research on Animal Production

fa پویش کل ژنوم جهت شناسایی ژن ها و مسیرهای زیستی مرتبط با صفات تیپ در گاو بر پایه آنالیز مسیر Genome-wide Association Study to Identify Genes and Biological Pathways Associated with Type Traits in Cattle using Pathway Analysis ژنتیک و اصلاح نژاد دام ژنتیک و اصلاح نژاد دام پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">چکیده مبسوط مقدمه و هدف: صفات تیپ توصیف کننده وضعیت اسکلتی دام بوده و دارای همبستگی ژنتیکی متوسط تا بالا با صفات مهم اقتصادی شامل باروری، طول عمر اقتصادی و خصوصیات لاشه در گاو می باشد. پژوهش حاضر با هدف مطالعه پویش کل ژنوم بر اساس آنالیز مجموعه‌های ژنی برای شناسایی جایگاه‌های ژنی مؤثر بر صفات تیپ با استفاده از آرایه‌های ژنومی 50K بود. مواد و روش ها: برای این منظور از اطلاعات فنوتیپی و ژنوتیپی صفات طول بدن (BL)، ارتفاع قد از جدوگاه (WH)، دور سینه (CG) و عمق سینه (CD) 286 نمونه‌ از گاوهای آمیخته استفاده شد. ابتدا آنالیز پویش کل ژنومی برای صفات تیپ در برنامه GEMMA نسخه 0/98 انجام شد. سپس با استفاده از بسته نرم افزاری biomaRt2 برنامه R ژنهای معنی داری که در داخل و یا 25 کیلوباز بالا و پایین دست نشانگرهای معنی دار قرار داشتند، شناسایی شدند. در نهایت تفسیر مجموعه ژنی با بسته نرم افزاری goseq برنامه R با هدف شناسایی عملکرد بیولوژیکی ژن‌های نزدیک به مناطق انتخابی و ژن‌های کاندیدا از طریق پایگاه‌های GO، KEGG، DAVID و PANTHER انجام شد. یافته ها: در این پژوهش تعداد 12 نشانگر تک نوکلئوتیدی واقع روی کروموزوم‌‌های 1، 3، 5، 7، 8، 10، 13، 16، 17، 22، 23 و 25 شناسایی شدند که با ژن‌هایPLCB1 ، PTBP1، TMEM130، PLCB4 (BL)، TGFBR3، SYN3، TRAK1 (WH)، GLP1R، HMGA1 (CG) و CAPN3، MYOG و MYO18B (CD) مرتبط بودند. برخی از این ژنهای شناسایی شده در مناطق ژنومی معنیدار با مطالعات قبلی هم خوانی داشت. در تفسیر مجموعه ژنی تعداد 17 مسیر هستی شناسی ژنی و بیوشیمیایی با صفات تیپ شناسایی شد (0.05p˂). از این بین، مسیرهای توسعه ساختار بافت عضله، تشکیل ساختار آناتومیکی در برگیرنده مورفوژنز، هموستازی ساختار آناتومیکی، تمایز و تفرق استئوکلاستها، تمایز و تفرق سلول های عضلات اسکلتی و مسیر سیگنالدهی کلسیم عملکرد‌های مهمی را در ارتباط با رشد و توسعه عضلات اسکلتی، هموستازی گلوکز، فرآیند استخوانسازی، تفرق سلول های عضلات اسکلتی، تنظیم یون کلسیم و فعالسازی مسیر سیگنالدهی کلسیم بر عهده داشتند. نتیجه گیری: یافته های این تحقیق  ضمن تأیید نتایج  مطالعات قبلی در زمینه پویش ژنومی صفات مرتبط با تیپ و همچنین شناسایی مناطق ژنومی جدید، میتواند در انتخاب ژنتیکی برنامه های اصلاح نژادی گاو مفید باشد.  </div> <div style="text-align: justify;">Extended Abstract Introduction and Objective: Type traits describing the skeletal characteristics of an animal are moderately to strongly genetically correlate with other economically important traits in cattle including fertility, longevity and carcass traits. The present study aimed to conduct a genome wide association studies (GWAS) based on gene-set enrichment analysis for identifying the loci associated with conformation traits using the 50K arrays. Material and Methods: Genome wide association study was performed with biometric traits using GEMMA software v. 0.98. Using the biomaRt2 R package R the SNP were assigned to genes if they were within the genomic sequence of the gene or within a flanking region of 25 kb up- and downstream of the gene. For the assignment of the genes to functional categories, the GO, KEGG, DAVID and PANTHER databases were used. Results: In this research, 12 SNP markers on chromosomes 1, 3, 5, 7, 8, 10, 13, 16, 17, 22, 23 and 25 located in PLCB1, PTBP1, TMEM130, PLCB4 (BL), TGFBR3, SYN3, TRAK1 (WH), GLP1R, HMGA1 (CG) and CAPN3, MYOG and MYO18B (CD) genes were identified. Some of the genes that were found are consistent with some previous studies related biometric traits. According to pathway analysis, 17 pathways from gene ontology and biological pathways were associated with biometric traits (p˂0.05). Among these pathways, muscle structure development, anatomical structure formation involved in morphogenesis, anatomical structure homeostasis, Osteoclast differentiation, skeletal muscle cell differentiation and calcium signaling pathway have important functions in development of skeletal muscle, glucose homeostasis, osteogenesis process, regulation of ion calcium and activation. Conclusion: The finding of this research confirms the results of previous studies from genomic scanning related to type traits, also revealed additional genomic regions, could be useful for genetic selection in the cattle breeding programs. </div> آنالیز مسیر, پویش ژنومی, صفات تیپ, گاو Cattle, Genome scan, Pathway analysis, Type trait 139 147 http://rap.sanru.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-928-3&slc_lang=fa&sid=1 Hossein Mohammadi حسین محمدی mohammadi13371364@gmail.com 100319475328460018696 100319475328460018696 Yes Department of Animal Sciences, Faculty of Agriculture and Environmental science, Arak University, Arak, Iran گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی و محیط زیست، دانشگاه اراک، اراک، ایران، Abouzar najafi ابوذر نجفی abouzar.najafi@yahoo.com 100319475328460018697 100319475328460018697 No Department of Animal and Poultry Science, College of Aburaihan, University of Tehran, Tehran, Iran گروه علوم دام و طیور، پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران، پاکدشت، ایران